Potenzial zur CO2-Reduktion und Auswahlstrategien für neu entstehende Technologien in der Bauphase

Warum sauberere Baustellen wichtig sind

Gebäude sind für einen großen Anteil der weltweiten klimaschädlichen Emissionen verantwortlich, doch die öffentliche Aufmerksamkeit richtet sich meist darauf, wie viel Energie sie im Betrieb verbrauchen. Diese Studie betrachtet stattdessen einen kürzeren, aber intensiven Abschnitt im Lebenszyklus eines Gebäudes: die Bauphase. Anhand von 25 neuen Bautechnologien zeigen die Forschenden, wie schlauere Methoden und Materialien die CO2‑Verschmutzung auf der Baustelle deutlich reduzieren können, und sie geben praktische Hinweise, welche Werkzeuge bei verschiedenen Projektarten am besten funktionieren.

Von geschäftigen Baustellen zu versteckten CO2‑Kosten

Wenn wir an Bauarbeiten denken, sehen wir Kräne, Betonmischer und Stahlstapel. Hinter dieser Aktivität stehen drei Hauptquellen direkter Emissionen auf der Baustelle: die Brennstoffe und der Strom für Maschinen und Beleuchtung, die Gase und Materialien, die beim Schweißen und anderen Prozessen verbraucht werden, sowie der Transport von Abfällen wie Stahlschrott und verbrauchtem Schalungsmaterial. Diese Emissionen treten oft nur über ein oder zwei Jahre auf, sind aber sehr konzentriert. Wenn Städte schnell bauen und umbauen, wird dieser „Bauphasen‑CO2“ zu einem bedeutenden, oft übersehenen Anteil des Klimafußabdrucks des Bausektors.

Vier Gruppen sauberer Baustellen‑Werkzeuge

Die Autorinnen und Autoren ordneten die 25 Technologien in vier leicht verständliche Gruppen. Zuerst stärkere und leistungsfähigere Materialien wie hochfester Beton und Stahl, die es erlauben, bei gleicher Tragfähigkeit weniger Material zu verwenden. Zweitens prozessvereinfachende Methoden, die schmutzige Arbeitsschritte auf der Baustelle eliminieren oder verkürzen, etwa spezielle Bodensysteme, die keine zusätzliche Ausgleichsschicht benötigen, oder Wandoberflächen, die auf Verputzen verzichten. Drittens Technologien, die erneuerbare Ressourcen nutzen und Abfall reduzieren — beispielsweise Regenwassernutzung, Solar‑ oder Luftwärme für die Stromversorgung der Baustelle sowie Systeme zur Verringerung oder Wiederverwertung von Bauabfällen. Schließlich verlagern Fertigteil‑Technologien einen Großteil der Arbeiten in Fabriken, sodass die Baustelle vorwiegend ein Montageort statt einer Stätte intensiver Fertigung wird.

Welche Optionen am meisten CO2 einsparen

Nicht alle Innovationen sind gleich wirksam. Die Studie zeigt, dass Technologien, die auf erneuerbaren Ressourcen und Abfallreduzierung basieren, direkt auf der Baustelle nahezu alle unmittelbaren Emissionen im Zusammenhang mit Wasserversorgung, Stromnutzung und Abfalltransport eliminieren können, weil sie saubere Energie nutzen und das Abfahren von Bauschutt zu Deponien vermeiden. An zweiter Stelle steht die Fertigung: Bei den untersuchten Fertigbausystemen sinken die Emissionen auf der Baustelle für gewöhnlich um mehr als 90 Prozent im Vergleich zum Ortbetonieren und Vor‑Ort‑Zuschneiden von Stahl. Prozessvereinfachende Methoden zeigen ein breites Spektrum an Vorteilen; manche, wie das einmalige Betonieren von Fußbodenträgern und verputzfreie Wände, beseitigen bestimmte Aufgaben und die damit verbundenen Emissionen vollständig, andere bringen nur moderate Einsparungen. Hochfeste und hochperformante Materialien liefern die geringsten Reduktionen auf der Baustelle, meist unter 30 Prozent, weil sie hauptsächlich die Materialmengen verringern und weniger die energie‑ und abfallbezogenen Aktivitäten der Baustelle beeinflussen.

Die richtige Mischung für jedes Projekt wählen

Da sich Projekte in Höhe, Konstruktion und Zweck unterscheiden, argumentieren die Autorinnen und Autoren, dass es keine einzelne Technologie gibt, die überall am besten ist. Stattdessen schlagen sie eine Auswahlstrategie vor, die davon ausgeht, wo ein Gebäude steht, wofür es genutzt wird und welche lokalen Klima‑ und Politikziele gelten. Für sehr hohe Türme und weite Spannweiten können stärkere Beton‑, Stahl‑ und Bewehrungsprodukte Materialeinsatz und Bauzeit reduzieren. Für standardisierte Wohnblöcke und Gewerbeparks können vereinfachte Prozesse und vorgefertigte Wände oder Bodenelemente den Energieeinsatz und Abfall auf der Baustelle stark senken. Grünzertifizierte Campus, Schulen und Krankenhäuser profitieren besonders von der Kombination aus Solarstrom, Regenwassersystemen und strikter Abfallvermeidung. Um diesen Ansatz zu testen, wandte das Team acht der 25 Technologien auf ein großes Industrieparkprojekt in Xinyang, China, an. Das kombinierte Maßnahmenpaket reduzierte die Emissionen auf der Baustelle um etwa 28 Prozent — eine Einsparung, die die Autorinnen und Autoren mit der Menge an Kohlenstoff vergleichen, die ein kleiner Wald aus Tausenden von Bäumen im gleichen Zeitraum aufnehmen würde.

Was das für das Bauen der Zukunft bedeutet

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Baustellen deutlich sauberer werden können, ohne auf weit entfernte Durchbrüche zu warten. Indem man versteht, wie jede Technologie CO2 einspart — sei es durch Energieeinsparung, Abfallreduktion oder Verlagerung der Arbeit in effizientere Fabriken —, können Bauherren und Entscheidungsträger die passenden Kombinationen für jedes Projekt auswählen. Zwar entstehen durch die Auslagerung von Prozessen in Fabriken neue Emissionen, doch lassen sich diese kontrollierten Umgebungen im Allgemeinen leichter sauberer gestalten als verstreute Baustellen. Mit besseren Daten, intelligenten digitalen Planungswerkzeugen sowie unterstützenden Regeln und Anreizen argumentieren die Autorinnen und Autoren, dass Städte diese neu entstehenden Praktiken rasch skalieren und heutige CO2‑intensive Baustellen in deutlich niedrigere Emissionszentren verwandeln können.

Zitation: Liu, Z., Xia, Z., Li, J. et al. Carbon reduction potential and selection strategies of emerging construction-phase technologies. Sci Rep 16, 7863 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39122-1

Schlüsselwörter: CO2-Emissionen im Bauwesen, Fertigteilbauten, umweltfreundliche Bautechnologien, erneuerbare Energie auf Baustellen, Reduzierung von Bauabfällen